Vào cuối tháng này (25/6), bốn thành viên phi hành đoàn của NASA sẽ mặc bộ quần áo đặc biệt và tham gia vào sứ mệnh sao Hỏa, dành một năm trong một không gian in 3D và chỉ tương tác trực tiếp với nhau.
Nhưng những nhà thám hiểm không gian này sẽ không rời khỏi Trái đất. Vậy thì làm sao họ có thể lên được sao Hỏa? Thực chất, sứ mệnh lần này là một môi trường mô phỏng sao Hỏa nằm trong xưởng cất máy bay cỡ lớn tại Trung tâm Vũ trụ Johnson của NASA ở Houston. Không gian nhân tạo được thiết kế để kiểm tra những khó khăn về mặt tâm lý và xã hội mà những người đặt chân đến sao Hỏa sẽ phải đối mặt, đó là nơi mà khoảng cách và địa hình khắc nghiệt sẽ khiến chúng ta nản lòng.
Chương trình này có tên Chapea, viết tắt của Crew Health and Performance Exploration Analog. NASA hy vọng rằng những bài học từ thử nghiệm độc đáo này có thể hỗ trợ các phi hành gia tương lai khi họ thực sự đặt chân lên bề mặt của sao Hỏa — chẳng hạn như cơ quan vũ trụ có thể phát triển các phương thức khiến phi hành đoàn thoải mái và giúp họ hòa thuận với nhau, hoặc đối phó với cảnh cô đơn hay nỗi nhớ nhà. “Nếu đến cuối năm mà phi hành đoàn vẫn ổn, chúng tôi không có bất kỳ thiệt hại nào, thì đó sẽ là một thành công lớn. Đó không phải là điều bất khả thi, nhưng vẫn là một việc đầy khó khăn”, Kelly Haston, nhà nghiên cứu y sinh học và là chỉ huy của sứ mệnh, cho biết. Nếu có gì xảy ra, “chúng tôi biết mình có thể rời khỏi đó. Chúng tôi là tình nguyện viên, vì vậy có một cửa thoát hiểm. Nhưng trên sao Hỏa bạn sẽ không có cánh cửa thoát hiểm nào để lập tức quay về Trái đất”.
Cũng giống như nhóm phi hành gia sao Hỏa đầu tiên, Haston và các đồng đội của cô ấy — Ross Brockwell, Nathan Jones và Alyssa Shannon — sẽ sống trong một không gian chật chội và không được tiếp xúc với những người khác. Họ sẽ có thể liên lạc thông qua bộ điều khiển nhiệm vụ, nhưng với độ trễ 20 phút, như thể họ đang ở cách xa nhà khoảng 100 triệu dặm. Giống như những phi hành gia thực sự đang sống trên sao Hỏa, họ sẽ chỉ nhìn thấy một khung cảnh ảm đạm, vô hồn. NASA đã tạo ra không gian này bằng cách phủ lên các bức tranh có khung cảnh sao Hỏa và một khu vực rộng hàng trăm mét vuông chứa đầy cát đỏ. Mỗi tuần, họ sẽ có cơ hội ra ngoài để “đi bộ trên sao Hỏa” — và bắt buộc phải mặc những bộ đồ du hành vũ trụ.
Không gian sống của họ được in 3D, có chất liệu từ đá sao Hoả nhân tạo. Nội thất đơn giản, không gian sạch sẽ và sáng sủa, trông như một ký túc xá cao cấp dành cho nhân viên. Bên cạnh những không gian riêng tư, các phi hành gia sẽ có một không gian chung để ăn tối và tổ chức các cuộc thảo luận nhóm, ghế và đi văng, khu vực làm việc, nhà bếp, hai phòng tắm và phòng tập thể dục. “Mục tiêu của sứ mệnh Chapea là thu thập dữ liệu về sức khỏe và hiệu suất làm việc của phi hành đoàn khi họ đang sống trong một môi trường hạn chế tương tác, với những hoạt động sống khác hẳn so với khi ở Trái đất”, Phó giám đốc dự án, Raina MacLeod, cho biết.
Mặc dù ý tưởng “ném” bốn người vào một không gian kín trong một thời gian dài và xem họ xoay sở như thế nào thoạt nghe giống như một chương trình truyền hình thực tế, nhưng phi hành đoàn sẽ phải tuân theo các quy tắc và họ sẽ có nhiệm vụ phải hoàn thành. Theo nhiều cách, cuộc sống hằng ngày của họ sẽ tương tự như cuộc sống của các phi hành gia trên Trạm vũ trụ quốc tế, chỉ là không gian của họ rộng hơn.
Trong giờ làm việc, phi hành đoàn sẽ tiến hành các hoạt động sứ mệnh, chẳng hạn như “đi bộ trên sao Hỏa”, trồng cây, tập thể dục, dọn dẹp không gian sống và bảo trì thiết bị. Nhà bếp được trang bị một lò nướng nhỏ và một tủ lạnh, và họ sẽ phải sống dựa vào các lô thực phẩm tươi ít ỏi (đã rút nước) được tiếp tế không thường xuyên. Phòng tắm của họ có vòi hoa sen, nhà vệ sinh và bồn rửa với vòi nước chảy - một cải tiến lớn so với cuộc sống trong môi trường vi trọng lực. Mỗi thành viên phi hành đoàn sẽ nhận được lượng nước phân chia theo khẩu phần, vì nguồn nước có sẵn trên Sao Hỏa sẽ rất hạn chế.
NASA sẽ giám sát phi hành đoàn Chapea bằng cách theo dõi các camera được đặt bên trong môi trường sống và sẽ có người trực sẵn sàng hỗ trợ họ 24/7. Giống như các phi hành gia ngoài vũ trụ, phi hành đoàn sẽ có các cuộc họp riêng với các chuyên gia y tế để theo dõi sức khỏe tinh thần và thể chất của họ, và đó sẽ là những cuộc liên lạc duy nhất không có độ trễ. Họ cũng sẽ điền vào các bản khảo sát về tâm trạng và cảm xúc của họ. Phi hành đoàn có thể giữ liên lạc với bạn bè và gia đình — nhưng chỉ gửi và nhận tin nhắn video, email, chứ không thể trò chuyện trong thời gian thực.
Dự đoán rủi roMặc dù NASA đã thiết kế, chăm chút chỗ ở của họ hết mức có thể, nhưng tình trạng cô lập tương đối có thể ảnh hưởng đến các thành viên phi hành đoàn theo thời gian, vì vậy cần phải chú ý đến sinh hoạt của họ để tìm ra phương án khắc phục. “NASA đã đúng khi nghiên cứu điều này, bởi vì cô lập xã hội là một chất độc nguy hiểm cho tâm lý”, Craig Haney, nhà tâm lý học tại UC Santa Cruz, người nghiên cứu về biệt giam, cho biết. Haney chuyên nghiên cứu về những tác động gây suy nhược - đôi khi là vĩnh viễn - của việc giam giữ biệt lập tù nhân. Những ảnh hưởng tiêu cực có thể xuất hiện chỉ trong vài tuần.
Tất nhiên, các tình huống không giống nhau: Các phòng ngủ trong Chapea có kích thước tương tự như phòng biệt giam, nhưng phi hành đoàn cũng có những không gian khác cho các hoạt động — và họ có nhau. Tuy nhiên, họ sẽ vẫn bị cô lập hơn mức bình thường, giống như nhiều người trong chúng ta trong những ngày đầu khi đại dịch COVID-19 nổ ra. Trong thời kỳ COVID-19, “chúng ta đã bị ngắt kết nối với xã hội, không thể tương tác với mọi người theo cách thông thường. Nhiều người rơi vào trạng thái căng thẳng, thậm chí dẫn đến các bệnh tâm lý không thể lường trước được”, ông phân tích.
Với dự án mô phỏng sao Hỏa lần này, Haney gợi ý rằng NASA nên theo dõi kĩ phi hành đoàn để nắm bắt các dấu hiệu nguy hiểm, chẳng hạn như các triệu chứng trầm cảm, dễ cáu kỉnh và ủ rũ cũng như những thay đổi trong cách ngủ và ăn uống. Và đối với phi hành đoàn, ông khuyên họ nên tự tạo các thói quen, bao gồm các hoạt động xã hội (cà phê cùng nhau, tặng quà cho nhau v.v.) và cố gắng giữ liên lạc với thế giới bên ngoài, không chỉ để cập nhật cho NASA về nhiệm vụ, mà còn để giảm bớt cảm giác bị cô lập.
Nhận thức được điều đó, Haston có kế hoạch mang theo các video quay lại những nơi chốn thân thuộc và bản ghi âm các âm thanh và bản nhạc có ý nghĩa đối với cô. Cô đã đoán trước được tình trạng yên tĩnh đáng lo ngại trong môi trường sao Hỏa mô phỏng. Cô ấy cũng có kế hoạch thiền định để đối phó với sự lo lắng.
Dự án Chapea được thiết kế dựa trên các thử nghiệm mô phỏng sao Hỏa trước đây của NASA, bao gồm mô phỏng Hi-SEAS ở sườn phía Bắc của núi lửa Mauna Loa ở Hawaii. Hi-SEAS đã tổ chức sáu thử nghiệm từ năm 2013 đến 2018, với lần thử nghiệm cuối cùng bị hủy bỏ chỉ sau bốn ngày bắt đầu, khi một thành viên phi hành đoàn phải nhập viện sau khi bị điện giật.
Kate Greene, tác giả của cuốn Ngày xửa ngày xưa khi tôi sống trên sao Hỏa, thuộc phi hành đoàn Hi-SEAS đợt đầu tiên, đã sống trong môi trường mô phỏng trong bốn tháng. (Một trong những đồng đội của cô ấy là Sian Proctor, một nhà địa chất học, sau này đã bay vào quỹ đạo trên chiếc Inspiration4 của SpaceX) Greene cho rằng những chương trình như thế này rất hữu ích. “Điểm đáng giá của các thử nghiệm nằm ở sự chu đáo”, cô tiết lộ. “Tôi nghĩ rằng điều quan trọng nhất là xem xét các yếu tố con người trong sứ mệnh không gian dài hạn. Như Kim Binsted, người đứng đầu Hi-SEAS, thường nói, ‘Nếu các phi hành đoàn gặp phải vấn đề về mặt tâm lý, đây có thể sẽ là một quả bom nổ chậm”.
Ashley Kowalski, người đã tham gia chương trình mô phỏng sao Hỏa kéo dài tám tháng có tên SIRIUS-21 do NASA và các cơ quan vũ trụ của Nga, Pháp và Đức điều hành, cho biết đây là cơ hội tốt để các phi hành đoàn tương lai chuẩn bị trước về mặt tâm lý. “Phải đến khi bạn thực sự ở trong môi trường đó, bạn mới biết mình sẽ hành động hoặc phản ứng như thế nào”, cô chia sẻ.
Tất nhiên, một nhiệm vụ trên sao Hỏa thực sự sẽ khó khăn hơn nhiều so với bất kỳ dự án mô phỏng nào trên Trái đất. Các phi hành gia sẽ phải lo lắng về bức xạ không gian, tác động của vi trọng lực lên sức khỏe, nguồn nước, thức ăn, năng lượng và không khí để thở. Và không giống như các tình nguyện viên tham gia Chapea, nếu họ mâu thuẫn với đồng đội của mình, họ không thể bỏ việc.
Nhìn nhận một cách tích cực, Haston cho rằng đây là một trải nghiệm độc đáo. “Người tiêu cực sẽ nghĩ rằng ‘Bốn người này sẽ phải cố gắng không gây sự với nhau’, nhưng người tích cực lại cho rằng ‘Bốn người này sẽ trở thành một tập thể đoàn kết có thể cùng làm mọi việc và hiểu nhau theo cách mà hầu hết mọi người không thể làm được,” cô nói. “Chúng tôi sẽ rất phụ thuộc vào nhau, và cũng rất gần gũi với nhau. Đó là điều tuyệt vời”.